CN111288668B - 能够实现导光照明、通风、采暖的蒙古包 - Google Patents

能够实现导光照明、通风、采暖的蒙古包 Download PDF

Info

Publication number
CN111288668B
CN111288668B CN202010076971.XA CN202010076971A CN111288668B CN 111288668 B CN111288668 B CN 111288668B CN 202010076971 A CN202010076971 A CN 202010076971A CN 111288668 B CN111288668 B CN 111288668B
Authority
CN
China
Prior art keywords
column
conical
light
yurt
ventilation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010076971.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111288668A (zh
Inventor
常泽辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inner Mongolia University of Technology
Original Assignee
Inner Mongolia University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inner Mongolia University of Technology filed Critical Inner Mongolia University of Technology
Priority to CN202010076971.XA priority Critical patent/CN111288668B/zh
Publication of CN111288668A publication Critical patent/CN111288668A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111288668B publication Critical patent/CN111288668B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S60/00—Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors
    • F24S60/30—Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors storing heat in liquids
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H15/00—Tents or canopies, in general
    • E04H15/02—Tents combined or specially associated with other devices
    • E04H15/10—Heating, lighting or ventilating
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H15/00—Tents or canopies, in general
    • E04H15/02—Tents combined or specially associated with other devices
    • E04H15/10—Heating, lighting or ventilating
    • E04H15/12—Heating
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H15/00—Tents or canopies, in general
    • E04H15/02—Tents combined or specially associated with other devices
    • E04H15/10—Heating, lighting or ventilating
    • E04H15/14—Ventilating
    • E04H15/16—Ventilating of tent roofs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/12—Light guides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S23/75—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with conical reflective surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S23/82—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors characterised by the material or the construction of the reflector
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S2023/83—Other shapes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

本发明提供一种能够实现导光照明、通风、采暖的蒙古包，属于太阳能建筑技术领域。在储热的同时实现对蒙古包的自然光照明，同时利用“烟囱效应”实现包内空气的流通或采暖。日照运行时，太阳能经聚光器、导光器进入圆锥玻璃照明柱内水体中，部分光线全反射到圆锥玻璃照明柱底部光热转化圆环，部分光线被光热转化圆环吸收加热水体，剩余光线经圆锥玻璃照明柱进入蒙古包内实现自然光照明，金属圆锥柱内空气经水体传热而温升，排出蒙古包，实现通风；需要采暖时，使通风口与金属圆锥柱上部通风孔连通，金属圆锥柱内部空气受热经热空气孔进入蒙古包内，蒙古包内部低温空气通过地板下通风道从金属圆锥柱底部进入金属圆锥柱内补充加热的空气，实现采暖。

Description

能够实现导光照明、通风、采暖的蒙古包
技术领域
本发明涉及一种蒙古包，具体涉及一种能够实现导光照明、通风、采暖的蒙古包，属于太阳能建筑技术领域。
背景技术
蒙古包是游牧民族居住的既实用、又美观的一种建筑，适合于内陆高原气候。是蒙古民族处理游牧生活和自然环境的智慧结晶，积累了游牧民族对草原的有效利用和适应自然的技术和知识。传统蒙古包建造不需要任何砖石、水泥，不需要打坑夯地，不产生任何建筑垃圾，便于搬迁、利于拆卸、运输简单，使用全过程实现了绿色设计的要求，对自然资源的消耗和对自然环境的破坏达到了最小化，属于典型的生态建筑。
蒙古包科学合理的结构体系是确保其能坚固的主要原因，结构主要由木架、毛毡和绳索三部分组成，从下而上分别是哈那(竖直围壁)、乌尼(顶杆)和陶脑(天窗)，除此以外还有木门、立柱等辅助结构，陶脑用矩形方毡覆盖以防雨雪的侵蚀。在使用过程中，蒙古包作为一种长期适应草原游牧生活的特殊民居建筑形式，具有抗风避震性能好、承重能力强、可用空间大、方便搬迁等优点，同时兼具紧迫的文化保护和传承需求。但也存在建筑防火性能差、白天建筑内外照度差别大、防潮差、透气性差、冬季采暖与通风相斥等缺点。
发明内容
有鉴于此：本发明提供一种能够实现导光照明、通风、采暖的蒙古包，通过聚光器、导光器将太阳光汇聚、定向传输到楔形透明液体介质内实现光热直接转化，在液体介质对吸收热能储存的同时可以实现对蒙古包的自然光照明，同时透明液体介质储存的热量可以被蒙古包内空气吸收，利用“烟囱效应”实现包内空气的流通或冬季采暖。
所述的能够实现导光照明、通风、采暖的蒙古包包括：蒙古包、设置在所述在蒙古包外部天窗位置的聚光组件；以及设置在所述在蒙古包内部的锥形玻璃照明柱、锥形反光柱和可调隔热柱；
所述锥形玻璃照明柱和锥形反光柱均为两端开口的中空锥形结构；所述锥形反光柱的外圆周面为反光面；
其连接关系为：所述蒙古包内部的地面上铺设带有送风口的地板，所述地板与地面之间的空间为通风道；所述锥形玻璃照明柱的小端连接所述聚光组件，大端支撑在所述地板上；在所述锥形玻璃照明柱与所述聚光组件的对接处安装有环形玻璃盖板；
所述锥形反光柱套装在所述锥形玻璃照明柱内部，其中所述锥形反光柱的大端伸出地板上的通孔后支撑在地面上，所述锥形反光柱的小端位于所述环形玻璃盖板中心圆孔内，使所述锥形反光柱内部空腔与所述聚光组件内部空腔连通；由此在所述锥形反光柱与所述锥形玻璃照明柱之间形成上大下小的楔形环形空间，所述楔形环形空间的顶部通过套装在所述反光柱上的透明通光盖板封闭，底部通过光热转化圆环B封闭，所述楔形环形空间内装满具备储热功能的透明液体；所述聚光组件用于入射太阳光的收集和定向传输，将太阳光汇聚并传输到所述楔形环形空间内；
所述锥形反光柱位于透明通光盖板与环形玻璃盖板之间环形区域的圆周面上分布有一个以上通风口；所述锥形玻璃照明柱与该环形区域对应的圆周面上设置有一个以上热空气孔；
所述锥形反光柱的外圆周面上沿其母线方向间隔分布有一个以上光热转化圆环A，用于吸光完成光热转化，提高透明液体的温度；
所述通风道通过设置在所述锥形反光柱上的进风口与所述锥形反光柱内部空腔连通；在所述聚光组件上设置有与蒙古包外部连通的排气通道；所述排气通道通过所述反光柱内部空腔与所述通风道相连通；
所述可调隔热柱套装在所述锥形反光柱内部，与所述锥形反光柱贴合；所述可调隔热柱能够在所述锥形反光柱内部沿其竖直轴向上下移动，以改变所述楔形环形空间内透明液体与所述锥形反光柱内气体之间的换热面积；
所述可调隔热柱的顶部通过支架与通风活塞柱相连；所述通风活塞柱能够在所述可调隔热柱的带动下上下移动，以封闭或打开所述排气通道与所述反光柱内部空腔之间的连通通路，实现蒙古包通风和采暖功能的切换。
作为本发明的一种优选方式，所述聚光组件包括：聚光器、导光器和反光圆环；其中所述反光圆环的内圆周面为反光面；
所述聚光器安装在所述蒙古包外部天窗位置，所述聚光器的下端与设置在所述蒙古包外部天窗位置的导光器的上端相连，所述聚光器和导光器的对接处从上往下依次设置有玻璃盖板和反光圆环；所述导光器的下端与所述锥形玻璃照明柱相连。
作为本发明的一种优选方式，所述聚光器为呈漏斗状的多曲面聚光器，所述导光器为二次抛物面导光器；
所述聚光器和反光圆环将入射的太阳光线汇聚于所述二次抛物面导光器的焦点处；汇聚后的太阳光焦斑经所述二次抛物面导光器反射后通过所述环形玻璃盖板进入所述锥形玻璃照明柱与所述锥形反光柱之间的环形空间内。
作为本发明的一种优选方式，所述多曲面聚光器包括两个以上沿圆环支架周向均匀排列的反光叶片，所述反光叶片的一端通过铰链与圆环支架铰接；所述反光叶片能够绕与之对应的铰链翻转，当所有反光叶片沿其与圆环支架的铰接处向上翻转时，包围成漏斗状的多曲面聚光器；当所述反光叶片沿其与圆环支架的铰接处向下翻转时，所述反光叶片平放于所述蒙古包的顶面。
作为本发明的一种优选方式，所述通风活塞柱为底部开口，顶部封闭的中空结构，其圆周面上加工有通风孔；当所述上移至套装在所述锥形反光柱位于所述透明通光盖板与环形玻璃盖板之间环形区域内时，封闭所述排气通道与所述锥形反光柱内部空腔之间的连通通路；且此时，所述通风活塞柱上的通风孔与通风口位置相对且连通；当所述通风活塞柱下移从该环形区域离开时，打开所述排气通道与所述锥形反光柱内部空腔之间的连通通路。
作为本发明的一种优选方式，所述可调隔热圆锥为弹性材质的片状结构，其沿所述锥形反光柱内表面弯曲成型为圆周方向不封闭的两端开口的中空锥形结构；所述可调隔热圆锥的内圆周面为内层隔热面；当所述可调隔热圆锥在所述锥形反光柱内部沿其轴向上下移动时，自适应的改变其张开尺寸，使其始终能够与所述锥形反光柱内表面紧密贴合。
作为本发明的一种优选方式，在所述可调隔热圆锥的内圆周面上固定安装有磁吸块A，同时在玻璃照明柱的外圆周面上设置有与之配合的磁吸块B，通过移动磁吸块B带动磁吸块A移动，进而实现所述可调隔热圆锥的移动。
作为本发明的一种优选方式，所述楔形环形空间内的透明液体为水。
有益效果：
(1)该蒙古包在陶脑(天窗)位置布置多曲面聚光器、反光圆环、二次抛物面导光器，将入射太阳光引入楔形透明液体介质内实现了光热直接转化，逸出透明液体介质的光线可用于蒙古包内照明，改善蒙古包采光效果差的缺陷，提高系统的光热综合利用效率。
(2)通过移动可调隔热圆锥可以打开或关闭排气通道，可调隔热圆锥内空气受热温升，在“烟囱效应”的作用下可实现蒙古包的通风或采暖，而不需要消耗生物质或化石能源对蒙古包进行采暖，保障了蒙古包冬季采暖对防火的要求；
(3)该蒙古包采用了地板结构，同时在地板下设置通风道，在隔绝潮气的同时，将蒙古包下方潮湿的空气或者排到包外，或者加热温升实现循环采暖，提高蒙古包的居住舒适度；
(4)该蒙古包将收集到的太阳能用于了照明、采暖和通风，不需要增设电力驱动装置，对电力等基础设施依赖低，照明、采暖或通风的实现全部借助结构创新完成，具有鲜明的绿色环保节能特色。
附图说明
图1为本发明的可实现导光照明、通风、采暖的蒙古包有日照环境下使用状态示意图；
图2为本发明可实现导光照明、通风、采暖的蒙古包无日照环境下使用状态示意图；
图3为本发明中的光线传播图；
图4为本发明中可调隔热圆锥的结构示意图；
图5为本发明中多曲面聚光器的结构示意图。
其中，1—蒙古包；2—环形玻璃盖板；3—二次抛物面导光器；4—玻璃盖板；5—多曲面聚光器；6—反光圆环；7—热空气孔；8—排气通道；9—通风口；10—锥形玻璃照明柱；11—透明通光盖板；12—水体；13—光热转化圆环A；14—可调隔热圆锥；15—磁吸块B；16—金属圆锥柱；17—送风口；18—通风道；19—光热转化圆环B；20—进风口；21—地板；22—铰链；23—反光叶片；24—入射光线；25—入射光线；26—出射光线；27—全反射光线；28—活塞柱；29—通风孔；30—支架；31—内层隔热面；32—圆环支架；33—磁吸块A。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
为了解决传统蒙古包白天室内外照度差别大给人带来的不适、冬季采暖防火性能差、建筑通风与采暖相斥、防潮性差等缺点，本实施例提出一种利用太阳能聚光集热、导光照明技术，完成对蒙古包的建筑导光照明、水体储供热及通风的蒙古包，且在实施过程中未使用电力驱动的动力装置，对太阳能进行了光热分级使用，实现了蒙古包内采暖与通风的切换。
如图1所示，为实现导光照明、通风、采暖功能，在蒙古包1外部，其陶脑(天窗)位置布置有聚光器，在蒙古包1内部设置有导光器、锥形玻璃照明柱10、金属圆锥柱16和可调隔热圆锥14；其中导光器为二次抛物面导光器3；聚光器为顺向聚焦同向传光的多曲面聚光器5，呈漏斗状；
锥形玻璃照明柱10为双层真空玻璃结构，且为两端开口的中空锥形结构；
金属圆锥柱16为金属材质且两端开口的中空锥形结构；金属圆锥柱16的小端连接有中空柱形段；金属圆锥柱16的外圆周面为反光镜面；
其连接关系为：蒙古包1内部的地面上铺设带有送风口17的地板21，地板21与地面间隔设定距离，作为通风道18；设置在蒙古包1陶脑(天窗)位置的多曲面聚光器5的下端与二次抛物面导光器3的上端相连，两者对接处从上往下依次设置有玻璃盖板4和反光圆环6，其中反光圆环6的内圆周面作为反光面；二次抛物面导光器3的下端与锥形玻璃照明柱10的小端相连，锥形玻璃照明柱10的大端支撑在设置在蒙古包1内部的地板21上；在锥形玻璃照明柱10的顶部(即锥形玻璃照明柱10与二次抛物面导光器3对接的位置)安装有环形玻璃盖板2。
地板21上与锥形玻璃照明柱10对接的位置设置有与锥形玻璃照明柱10大端直径相同的通孔；环形玻璃盖板2中心圆孔的直径与金属圆锥柱16小端柱形段的直径相等。金属圆锥柱16同轴设置在锥形玻璃照明柱10内部，金属圆锥柱16小端柱形段的顶部位于环形玻璃盖板2中心圆孔内，使金属圆锥柱16内部空腔与二次抛物面导光器3内部空腔连通；同时在金属圆锥柱16小端柱形段上套装有透明通光盖板11，金属圆锥柱16小端柱形段上位于透明通光盖板11与环形玻璃盖板2之间环形区域的圆周面上分布有通风口9；锥形玻璃照明柱10与该环形区域对应的圆周面上设置有热空气孔7。金属圆锥柱16的大端伸出地板21上的通孔后支撑在地面上，由此在金属圆锥柱16与锥形玻璃照明柱10之间形成了上大下小楔形环形空间，在该环形空间内锥形玻璃照明柱10大端位置设置有光热转化圆环B19(采用黑色吸光圆环)，光热转化圆环B19将该环形空间的底部开口封闭，使该环形空间形成封闭的环形空间该环形空间的上部由环形玻璃盖板11封闭，在该封闭的环形空间内装满具备储热功能的透明液体，优选为水；形成楔形水体12。同时在金属圆锥柱16的外圆周面上沿其母线方向均匀间隔分布有多个光热转化圆环A13，用于吸光并将光能转化为热能，优选为黑色三角圆环(该圆环的横截面为三角形)。
地面与地板21之间的通风道18通过设置在金属圆锥柱16上的进风口20与金属圆锥柱16内部空腔连通；在反光圆环6上设置有与蒙古包1外部环境连通的排气通道8；排气通道8通过反光圆环6与二次抛物面导光器3的内部空腔连通，由此实现通风道18与排气通道8之间的连通。
可调隔热圆锥14同轴套装在金属圆锥柱16内部，与金属圆锥柱16内表面紧密贴合；可调隔热圆锥14为弹性材质的片状环形结构，其沿金属圆锥柱16内表面弯曲成型为母线方向不封闭的两端开口的中空锥形结构；由此可调隔热圆锥14能够在金属圆锥柱16内部沿其轴向上下移动，且始终能够与金属圆锥柱16内表面紧密贴合；可调隔热圆锥14上下移动能够改变其与金属圆锥柱16的接触面积，进而改变锥形玻璃照明柱10内部水体12与外金属圆锥柱16内部气体之间的换热面积。可调隔热圆锥14的内圆周面为内层隔热面31。
如图4所示，可调隔热圆锥14的顶部通过支架30与通风活塞柱28相连，通风活塞柱28为底部开口，顶部封闭的中空结构，其圆周面上加工有通风孔29，通风活塞柱28能够套装在金属圆锥柱16小端的中空柱形段内部，以封闭排气通道8与金属圆锥柱16内部空腔之间的连通通路，且当通风活塞柱28套装在金属圆锥柱16小端的中空柱形段内部时，其上的通风孔29与通风口9位置相对且连通。由此通过通风活塞柱28上下移动，能够实现蒙古包1通风和采暖功能的切换。
当有日照时，光线传播如图3所示，沿多曲面聚光器5对称轴入射的太阳光线24和25分别入射到多曲面聚光器5的反光叶片上，经反光圆环6反射后汇聚于二次抛物面导光器3的焦点O上；汇聚后的太阳光经二次抛物面导光器3反射后通过环形玻璃盖板2进入位于圆锥玻璃照明柱10和金属圆锥柱16之间的楔形水体内，入射光线以全反射形式向下传播；此过程中，布置于金属圆锥柱16外表面的光热转化圆环A13使得部分入射太阳光27实现了光热直接转化，提升了水体12的温度，水体12可以实现入射太阳能的储存；部分入射光线26逸出圆锥玻璃照明柱10进入蒙古包1内而对蒙古包1进行照明。其余部分光线被位于圆锥玻璃照明柱10底部的光热转化圆环B19吸收转化为水体12的热能。
当需要通风时，向下移动可调隔热圆锥14，使得位于金属圆锥柱16顶部的通风活塞柱28打开即不封闭排气通道8与金属圆锥柱16内部空腔之间的连通通路，此时可调隔热圆锥14与金属圆锥柱16接触面积增大，锥形玻璃照明柱10内部水体12与金属圆锥柱16内部气体之间的换热面积减小，光热转化后的热能存储在水体12中；金属圆锥柱16内部空气由于“烟囱效应”上浮经排气通道8排出蒙古包1，蒙古包1内部污浊空气经送风口17、通风道18补充金属圆锥柱16内缺失的空气，完成蒙古包内的导光照明和通风功能。
如图2所示，需要切换至采暖模式时，向上移动可调隔热圆锥14，使得位于金属圆锥柱16顶部的通风活塞柱28关闭(即封闭排气通道8与金属圆锥柱16内部空腔之间的连通通路)，通风孔29与通风口9相通；同时此时可调隔热圆锥14与金属圆锥柱16接触面积减小，锥形玻璃照明柱10内部水体12与金属圆锥柱16内部气体之间的换热面积增大，金属圆锥柱16内部空气受热上浮经通风孔29、通风口9、热空气孔7进入蒙古包1；蒙古包1内部低温空气经送风口17、通风道18补充金属圆锥柱16内部被加热的空气，完成蒙古包内的采暖功能。
上述方案中多曲面聚光器与反光圆环和二次抛物面导光器集成，对入射太阳光的收集和定向传输，利用多曲面聚光器5、反光圆环6将入射太阳光汇聚形成高密度光能，通过二次抛物面导光器3将汇聚的光能竖直向下导入圆锥玻璃照明柱10内水体中，由于水体为上大下小的楔形结构，大部光线在水体内全反射传播到达底部被光热转化圆环B19吸收，此过程中水体吸收入射太阳光而温升，未被吸收的入射光线逸出水体而对蒙古包进行照明，调节可调隔热圆锥14的上下位置可实现蒙古包内通风和采暖模式的切换，同时空气均通过蒙古包地板21下的通风道进行循环，有效阻隔了潮气对蒙古包居住环境的影响。
在实际应用中，为了适应不同尺度蒙古包的采暖、导光照明、通风的需求，可以根据所需增减多曲面聚光器的入光口面积。
实施例2：
在上述实施例1的基础上，为避免雨雪天气时，雨雪在多曲面聚光器5内部富集，将多曲面聚光器5设计为如图5所示结构：
多曲面聚光器5包括多个(本实施例中为四个)沿圆环支架32周向均匀排列的反光叶片23，反光叶片23的一端通过铰链22与圆环支架32铰接；当所有反光叶片23沿其与圆环支架32的铰接处向上翻转时，包围成漏斗形的多曲面聚光器5；当所有反光叶片23沿其与圆环支架32的铰接处向下翻转时，反光叶片23能够放置于蒙古包1的屋顶上。
由此，当有日照时，将反光叶片23向上翻转形成多曲面抛物聚光器5，用于聚光；
当无日照时时，将布置于蒙古包1陶脑(天窗)位置的用于组成多曲面聚光器5的多个反光叶片23向下翻转放倒在屋顶(乌尼)上。
实施例3：
在上述实施例1或实施例2的基础上，隔热圆锥14的移动方式为：
在可调隔热圆锥14的内圆周面上固定安装有磁吸块A33，同时在锥形玻璃照明柱10的外圆周面上设置有与之配合的磁吸块B15，通过移动磁吸块B15带动磁吸块A33移动，进而实现隔热圆锥14的移动，同时在磁吸块A33和磁吸块B15之间磁吸力的作用下，能够保证可调隔热圆锥14与金属圆锥柱16内表面紧密贴合。
磁吸块B15能够在锥形玻璃照明柱10的外圆周面上沿其母线上下移动，从而通过上下移动磁吸块B15能够带动可调隔热圆锥14上下移动，同时通风活塞柱28上下移动，实现蒙古包1的通风和采暖功能的切换。
综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.能够实现导光照明、通风、采暖的蒙古包，其特征在于：包括：蒙古包(1)、设置在所述蒙古包(1)外部天窗位置的聚光组件；以及设置在所述蒙古包(1)内部的锥形玻璃照明柱(10)、锥形反光柱和可调隔热圆锥(14)；
所述锥形玻璃照明柱(10)和锥形反光柱均为两端开口的中空锥形结构；所述锥形反光柱的外圆周面为反光面；
其连接关系为：所述蒙古包(1)内部的地面上铺设带有送风口(17)的地板(21)，所述地板(21)与地面之间的空间为通风道(18)；所述锥形玻璃照明柱(10)的小端连接所述聚光组件，大端支撑在所述地板(21)上；在所述锥形玻璃照明柱(10)与所述聚光组件的对接处安装有环形玻璃盖板(2)；
所述锥形反光柱套装在所述锥形玻璃照明柱(10)内部，其中所述锥形反光柱的大端伸出地板(21)上的通孔后支撑在地面上，所述锥形反光柱的小端位于所述环形玻璃盖板(2)中心圆孔内，使所述锥形反光柱内部空腔与所述聚光组件内部空腔连通；由此在所述锥形反光柱与所述锥形玻璃照明柱(10)之间形成上大下小的楔形环形空间，所述楔形环形空间的顶部通过套装在所述反光柱上的透明通光盖板(11)封闭，底部通过光热转化圆环B(19)封闭，所述楔形环形空间内装满具备储热功能的透明液体；所述聚光组件用于入射太阳光的收集和定向传输，将太阳光汇聚并传输到所述楔形环形空间内；
所述锥形反光柱位于透明通光盖板(11)与环形玻璃盖板(2)之间环形区域的圆周面上分布有一个以上通风口(9)；所述锥形玻璃照明柱(10)与该环形区域对应的圆周面上设置有一个以上热空气孔(7)；
所述锥形反光柱的外圆周面上沿其母线方向间隔分布有一个以上光热转化圆环A(13)，用于吸光完成光热转化，提高透明液体的温度；
所述通风道(18)通过设置在所述锥形反光柱上的进风口(20)与所述锥形反光柱内部空腔连通；在所述聚光组件上设置有与蒙古包(1)外部连通的排气通道(8)；所述排气通道(8)通过所述反光柱内部空腔与所述通风道(18)相连通；
所述可调隔热圆锥(14)套装在所述锥形反光柱内部，与所述锥形反光柱贴合；所述可调隔热圆锥(14)能够在所述锥形反光柱内部沿其竖直轴向上下移动，以改变所述楔形环形空间内透明液体与所述锥形反光柱内气体之间的换热面积；
所述可调隔热圆锥(14)的顶部通过支架(30)与通风活塞柱(28)相连；所述通风活塞柱(28)能够在所述可调隔热圆锥(14)的带动下上下移动，以封闭或打开所述排气通道(8)与所述反光柱内部空腔之间的连通通路，实现蒙古包(1)通风和采暖功能的切换。
2.如权利要求1所述的能够实现导光照明、通风、采暖的蒙古包，其特征在于，所述聚光组件包括：聚光器、导光器和反光圆环(6)；其中所述反光圆环(6)的内圆周面为反光面；
所述聚光器安装在所述蒙古包(1)外部天窗位置，所述聚光器的下端与设置在所述蒙古包(1)外部天窗位置的导光器的上端相连，所述聚光器和导光器的对接处从上往下依次设置有玻璃盖板(4)和反光圆环(6)；所述导光器的下端与所述锥形玻璃照明柱(10)相连。
3.如权利要求2所述的能够实现导光照明、通风、采暖的蒙古包，其特征在于，所述聚光器为呈漏斗状的多曲面聚光器(5)，所述导光器为二次抛物面导光器(3)；
所述聚光器和反光圆环(6)将入射的太阳光线汇聚于所述二次抛物面导光器(3)的焦点处；汇聚后的太阳光焦斑经所述二次抛物面导光器(3)反射后通过所述环形玻璃盖板(2)进入所述锥形玻璃照明柱(10)与所述锥形反光柱之间的环形空间内。
4.如权利要求3所述的能够实现导光照明、通风、采暖的蒙古包，其特征在于，所述多曲面聚光器(5)包括两个以上沿圆环支架(32)周向均匀排列的反光叶片(23)，所述反光叶片(23)的一端通过铰链(22)与圆环支架(32)铰接；所述反光叶片(23)能够绕与之对应的铰链(22)翻转，当所有反光叶片(23)沿其与圆环支架(32)的铰接处向上翻转时，包围成漏斗状的多曲面聚光器(5)；当所述反光叶片(23)沿其与圆环支架(32)的铰接处向下翻转时，所述反光叶片(23)平放于所述蒙古包(1)的顶面。
5.如权利要求1或2所述的能够实现导光照明、通风、采暖的蒙古包，其特征在于，所述通风活塞柱(28)为底部开口，顶部封闭的中空结构，其圆周面上加工有通风孔(29)；当所述通风活塞柱(28)上移至套装在所述锥形反光柱位于所述透明通光盖板(11)与环形玻璃盖板(2)之间环形区域内时，封闭所述排气通道(8)与所述锥形反光柱内部空腔之间的连通通路；且此时，所述通风活塞柱(28)上的通风孔(29)与通风口(9)位置相对且连通；当所述通风活塞柱(28)下移从该环形区域离开时，打开所述排气通道(8)与所述锥形反光柱内部空腔之间的连通通路。
6.如权利要求1或2所述的能够实现导光照明、通风、采暖的蒙古包，其特征在于，所述可调隔热圆锥(14)为弹性材质的片状结构，其沿所述锥形反光柱内表面弯曲成型为圆周方向不封闭的两端开口的中空锥形结构；所述可调隔热圆锥(14)的内圆周面为内层隔热面(31)；当所述可调隔热圆锥(14)在所述锥形反光柱内部沿其轴向上下移动时，自适应的改变其张开尺寸，使其始终能够与所述锥形反光柱内表面紧密贴合。
7.如权利要求1或2所述的能够实现导光照明、通风、采暖的蒙古包，其特征在于，在所述可调隔热圆锥(14)的内圆周面上固定安装有磁吸块A(33)，同时在玻璃照明柱的外圆周面上设置有与之配合的磁吸块B(15)，通过移动磁吸块B(15)带动磁吸块A(33)移动，进而实现所述可调隔热圆锥(14)的移动。
8.如权利要求1或2所述的能够实现导光照明、通风、采暖的蒙古包，其特征在于，所述楔形环形空间内的透明液体为水。
CN202010076971.XA 2020-01-23 2020-01-23 能够实现导光照明、通风、采暖的蒙古包 Active CN111288668B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010076971.XA CN111288668B (zh) 2020-01-23 2020-01-23 能够实现导光照明、通风、采暖的蒙古包

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010076971.XA CN111288668B (zh) 2020-01-23 2020-01-23 能够实现导光照明、通风、采暖的蒙古包

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111288668A CN111288668A (zh) 2020-06-16
CN111288668B true CN111288668B (zh) 2021-04-27

Family

ID=71029191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010076971.XA Active CN111288668B (zh) 2020-01-23 2020-01-23 能够实现导光照明、通风、采暖的蒙古包

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111288668B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112796539A (zh) * 2021-01-12 2021-05-14 内蒙古工业大学 蒙古包
CN117167687B (zh) * 2023-09-18 2024-05-14 宁波麦柯智能光电有限公司 一种多功能户外智能组合灯具

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2029909C1 (ru) * 1991-01-03 1995-02-27 Владимир Александрович Турулов Осветительное устройство
RU2006108175A (ru) * 2006-03-15 2007-09-27 Владимир Александрович Турулов (RU) Устройство для санации воздуха и эритемного облучения помещений
CN201811137U (zh) * 2010-07-13 2011-04-27 范文安 采光导热通风器以及采光导热通风系统
CN102621992A (zh) * 2012-03-28 2012-08-01 陕西科技大学 一种用于地下室直接照明的阳光输送机
CN102668965A (zh) * 2012-06-13 2012-09-19 毕一凡 一种可多方位获取自然能源的自转式无土种植大棚
CN204060032U (zh) * 2014-09-01 2014-12-31 刘丛 固定式太阳能蒙古包
KR20160135062A (ko) * 2015-05-15 2016-11-24 연세대학교 산학협력단 환기 및 채광 기능이 구비된 자연 채광장치
CN106402792A (zh) * 2016-12-05 2017-02-15 内蒙古工业大学 一种太阳能聚光顺向导光建筑照明通风装置
CN106440173A (zh) * 2016-11-14 2017-02-22 郑州大学 生土窑居采光通风装置及其施工工艺
CN206859579U (zh) * 2017-06-23 2018-01-09 中国矿业大学 一种地下建筑通风采光集水一体化系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2029909C1 (ru) * 1991-01-03 1995-02-27 Владимир Александрович Турулов Осветительное устройство
RU2006108175A (ru) * 2006-03-15 2007-09-27 Владимир Александрович Турулов (RU) Устройство для санации воздуха и эритемного облучения помещений
CN201811137U (zh) * 2010-07-13 2011-04-27 范文安 采光导热通风器以及采光导热通风系统
CN102621992A (zh) * 2012-03-28 2012-08-01 陕西科技大学 一种用于地下室直接照明的阳光输送机
CN102668965A (zh) * 2012-06-13 2012-09-19 毕一凡 一种可多方位获取自然能源的自转式无土种植大棚
CN204060032U (zh) * 2014-09-01 2014-12-31 刘丛 固定式太阳能蒙古包
KR20160135062A (ko) * 2015-05-15 2016-11-24 연세대학교 산학협력단 환기 및 채광 기능이 구비된 자연 채광장치
CN106440173A (zh) * 2016-11-14 2017-02-22 郑州大学 生土窑居采光通风装置及其施工工艺
CN106402792A (zh) * 2016-12-05 2017-02-15 内蒙古工业大学 一种太阳能聚光顺向导光建筑照明通风装置
CN206859579U (zh) * 2017-06-23 2018-01-09 中国矿业大学 一种地下建筑通风采光集水一体化系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN111288668A (zh) 2020-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2648213T3 (es) Soporte de techo con recolector solar estructuralmente integrado
CN111288668B (zh) 能够实现导光照明、通风、采暖的蒙古包
CN101705751B (zh) 太阳能集成房屋
CN104746647A (zh) 主动式与被动式相结合的全年性利用相变储能房
CN102080885B (zh) 多功能太阳能综合利用装置
CN208363260U (zh) 被动式超低能耗绿色建筑
CN106545096B (zh) 一种太阳能蓄热式被动太阳房
CN110761498A (zh) 一种建筑用调光降温屋顶机构
CN203640382U (zh) 太阳能烟囱电站温室建筑
JP2009535599A (ja) 集光及び集熱を行う太陽エネルギー装置
CN110984625A (zh) 光伏百叶与太阳能烟囱双发电的楼体温室建筑
CN106546008A (zh) 一种坡屋面光伏增效及新风预热系统
CN203891495U (zh) 建筑物太阳能采暖结构
CN107227792A (zh) 一种新型阳光间
CN214532100U (zh) 蒙古包
CN217439641U (zh) 主动式太阳能智能生态公厕
CN201561481U (zh) 农村住房太阳能供暖装置
CN110887244A (zh) 一种外挂式聚焦太阳能热水装置
CN201225776Y (zh) 一种太阳能集热管
CN215594649U (zh) 一种新型光伏采光天窗
CN201973916U (zh) 多功能太阳能综合利用装置
CN102200348B (zh) 一种高层建筑太阳能光热采集利用系统
CN211476322U (zh) 一种外挂式聚焦太阳能热水装置
CN101067513A (zh) 与建筑物相结合的多重温室太阳能热利用装置
CN114110728A (zh) 一种聚热通风调湿一体化建筑的组合方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant